Cellule staminali Cosa sono, come si ottengono e qual è il loro uso nella terapia rigenerativa

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1 Uni-ATENeO "Ivana Torretta" - Anno Accademico Cellule staminali Cosa sono, come si ottengono e qual è il loro uso nella terapia rigenerativa Caterina Bendotti Dept. Neuroscience caterina.bendotti@marionegri.it Nerviano, 24 Ottobre 2013

2 Sole 24 ore 7 luglio 2013

3 Cosa sono le cellule staminali? Le staminali sono cellule indifferenziate. Ad ogni divisione cellulare producono due cellule figlie : una identica alla cellula madre staminale (autorigenerazione); un altra che invece si differenzia e si divide molto rapidamente per dare origine a tipi cellulari specifici e a ripopolare un dato tessuto in vivo (es. pelle, sangue)

4 Classificazione sulla base della fonte delle cellule staminali EMBRIONALI ADULTE Ovocita fecondato Morula Blastocisti Gastrula Feto Cellule Staminali embrionali Totipotenti Cellule staminali embrionali Pluripotenti Cellule Pluripotent staminali Multipotenti embrionali Multipotenti Cellule staminali da cordone Pluripotenti Multipotenti ombelicale e sacco amniotico Pluripotenti Cellule staminali pluripotenti del midollo osseo indotte Multipotenti multipotenti Pluripotenti unipotenti indotte

5 Classificazione sulla base della funzione TOTIPOTENTI- cellule in grado di dar vita a tutto ciò che serve al successivo sviluppo dell organismo. PLURIPOTENTI -EMBRIONALI: capaci di dar vita a tutti i tessuti presenti in un individuo sviluppato - INDOTTE: si ottengono modificando geneticamente le cellule adulte ( Premio Nobel per la Medicina 2012 a Yamanaka, Gurdon ) MULTIPOTENTI: staminali capaci di differenziarsi in alcuni tipi di cellule con funzioni e proprietà specifiche -cellule staminali mesenchimali dei tessuti adulti (Stamina), -cellule staminali ematopoietiche UNIPOTENTI: in grado di specializzarsi in un solo tipo di cellula

6 Classificazione sulla base della fonte e della funzione delle cellule staminali EMBRIONALI ADULTE Ovocita fecondato Morula Blastocisti Gastrula Feto Cellule Staminali embrionali Totipotenti Cellule staminali embrionali Pluripotenti Cellule Pluripotent staminali Multipotenti embrionali Multipotenti Cellule staminali da cordone Pluripotenti Multipotenti ombelicale e sacco amniotico Pluripotenti Multipotenti Cellule staminali del midollo osseo Multipotenti, pluripotenti indotte multipotenti unipotenti Pluripotenti indotte

7 CELLULE STAMINALI MESENCHIMALI Costituiscono una popolazione residente nel midollo osseo capace di differenziare in cellule del tessuto adiposo, del tessuto cartilagineo, del tessuto osseo. Nel midollo osseo ci sono anche le cellule staminali che formano il sangue (emopoietiche) Midollo osseo Cellule mesenchimali Osteoblasti Adipociti Condrociti

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9 CELLULE STAMINALI MESENCHIMALI Non esiste alcuna evidenza che le cellule staminali mesenchimali possano trasformarsi in altri tipi di cellule e tantomeno nei neuroni

10 Uso delle cellule staminali midollari o cordonali in terapia Terapia cellulare di sostituzione (leucemie, linfomi- il 40% dei pazienti sopravvivono al trapianto e vengono considerati guariti) Strategie di riparazione tissutale (osteogenesi imperfetta)

11 FONTI DI CELLULE STAMINALI MESENCHIMALI Sangue periferico Sangue cordonale placenta

12 Uso delle cellule staminali midollari o cordonali malattie neurologiche In sperimentazione Malattia di Alzheimer Malattia di Parkinson Sclerosi Laterale Amiotrofica Trauma cranico Ictus Sclerosi multipla (anche nei pazienti) Le cellule staminali mesenchimali non si trasformano in neuroni ma possono fornire fattori di crescita e antinfiammatori che aiutano a proteggere i neuroni danneggiati

13 Cordone ombelicale umano Uso delle cellule staminali cordonali in topi con SLA Marcatura delle cellule con sostanza flurescente blu Cellule iniettate ICV in topi con SLA Cellule staminali Espressione e rilascio di citochine e fattori neurotrofici comportamento motorio Sopravvivenza istopatologia Differenziamento delle cellule

14 Cellule staminali ombelicali migliorano la SLA nei topi rilasciando fattori protettivi Bigini et al Stadio iniziale Stadio finale

15 Uso delle cellule staminali cordonali che contengono nanoparticelle fluorescenti in topi con SLA Bergamo Paolo Bigini

16 Cellule staminali umane derivate dal cordone ombelicale nel cervello di topi dopo un trauma cranico Trauma Cranico Iniezione cellule dopo 1 settimana dopo 1 mese Bar = 100 µm Zanier et al. 2012

17 Cellule staminali cordonali migliorano la memoria dopo il trauma e aumentano i fattori neurotrofici. Zanier et al. 2012

18 Staminali pluripotenti indotte (ipsc) umane ottenute per riprogrammazione nucleare Proliferazione cellulare Fibroblasti Dedifferenziamento cellulare Oct4, Sox2, Klf4 cmyc Cellule staminali pluripotenti indotte Trapianto Proliferazione cellulare Differenziamento cellulare

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20 Cellule staminali neuronali, derivate da cellule staminali pluripotenti indotte (ipscs) umane migliorano la patologia in un topo affetto da SLA. Nizzardo et al. HMG 2013

21 è legittimo dire che le cellule staminali possono rappresentare una rivoluzione della medicina, e che da questa rivoluzione possano avvenire avanzamenti straordinari nella terapia delle malattie finora senza soluzione, ma.. Attenti ai ciarlatani!

22 RINGRAZIAMENTI Grazie per l attenzione e per il

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24 Cellule staminali del midollo osseo e del cordone ombelicale a confronto Proprietà Staminali midollari Staminali Cordonali Rischio del donatore Bassi Nessuno Disponibilità Appena si trova il donatore compatibile Sempre Quantità Buona sempre Solo per bassi pesi corporei Malattia del trapianto contro l ospite Media Scarsa Tipizzazione Da valutare Già disponibile in banca Problemi etici No No

25 La saga di Stamina

26 Classificazione sulla base della fonte delle cellule staminali Cellule Embrionali Adulte

27 CELLULE STAMINALI ADULTE Cellule NON DIFFERENZIATE presenti nei diversi tessuti dopo la nascita capaci di AUTORIGENERARSI e di DIFFERENZIARSI nei tipi cellulari del tessuto o organo da cui provengono. Nessuna cellula staminale adulta può rigenerare tessuti diversi da quello a cui appartiene e da cui è estratta (i.e. le cellule della pelle, cornea,sangue non possono rigenerare i neuroni)